C语言进阶—深度剖析数据在内存中的存储

本章重点

1. 数据类型详细介绍

2. 整形在内存中的存储：原码、反码、补码

3. 大小端字节序介绍及判断

4. 浮点型在内存中的存储解析

目录

1. 数据类型介绍

1.1 类型的基本归类：

2. 整形在内存中的存储

2.1 原码、反码、补码

2.2 大小端介绍

3. 浮点型在内存中的存储

3.1 一个例子

3.2 浮点数存储规则

1. 数据类型介绍

char         // 字符数据类型

short       // 短整型

int         // 整形

long         // 长整型

long long   // 更长的整形

float       // 单精度浮点数

double       // 双精度浮点数

//C 语言有没有字符串类型？

1.1 类型的基本归类：

char

        unsigned char

        signed char

short

        unsigned short [ int ]

        signed short [ int ]

int

        unsigned int

        signed int

long

        unsigned long [ int ]

        signed long [ int ]

float

double

> 数组类型

> 结构体类型 struct

> 枚举类型 enum

> 联合类型 union

int * pi ;

char * pc ;

float* pf ;

void* pv ;

void 表示空类型（无类型）

通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

2. 整形在内存中的存储

int a = 20 ;

int b = - 10 ;

2.1 原码、反码、补码

原码

直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。

反码

将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到了。

补码

反码 +1 就得到补码。

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统

一处理；

同时，加法和减法也可以统一处理（ CPU 只有加法器 ）此外，补码与原码相互转换，其运算过程

是相同的，不需要额外的硬件电路。

2.2 大小端介绍

//代码1
#include 
int check_sys()
{
int i = 1;
return (*(char *)&i);
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if(ret == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
//代码2
int check_sys()
{
union
{
int i;
char c;
}un;
un.i = 1;
return un.c;
}

1.
//输出什么？
#include 
int main()
{
   char a= -1;
   signed char b=-1;
   unsigned char c=-1;
   printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
   return 0;
}

2.
#include 
int main()
{
   char a = -128;
   printf("%u\n",a);
   return 0;
}

3.
#include 
int main()
{
   char a = 128;
   printf("%u\n",a);
   return 0;
}

4.
int i= -20;
unsigned  int  j = 10;
printf("%d\n", i+j);
//按照补码的形式进行运算，最后格式化成为有符号整数

5.
unsigned int i;
for(i = 9; i >= 0; i--)
{
   printf("%u\n",i);
}

6.
int main()
{
   char a[1000];
   int i;
   for(i=0; i<1000; i++)
  {
       a[i] = -1-i;
  }
   printf("%d",strlen(a));
   return 0;
}

7.
#include 
unsigned char i = 0;
int main()
{
   for(i = 0;i<=255;i++)
  {
       printf("hello world\n");
  }
   return 0;
}

3. 浮点型在内存中的存储

3.14159

1E10

浮点数家族包括： float 、 double 、 long double 类型。

浮点数表示的范围： float.h 中定义

3.1 一个例子

int main()
{
int n = 9;
float *pFloat = (float *)&n;
printf("n的值为：%d\n",n);
printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
*pFloat = 9.0;
printf("num的值为：%d\n",n);
printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
return 0;
}

3.2 浮点数存储规则

(-1)^S * M * 2^E

(-1)^s 表示符号位，当 s=0 ， V 为正数；当 s=1 ， V 为负数。

M 表示有效数字，大于等于 1 ，小于 2 。

2^E 表示指数位。

0 01111110 00000000000000000000000

9 -> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001

V=( - 1)^0 × 0.00000000000000000001001×2^( - 126)=1.001×2^( - 146)

9.0 -> 1001.0 -> ( - 1 ) ^01 . 0012 ^3 -> s = 0 , M = 1.001 , E = 3 + 127 = 130

0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000